Εγκλεισμένα σε υπερσύγχρονο, υπερψυγμένο δοχείο, τα εύθραυστα σωματίδια αντέχουν σύντομο ταξίδι με φορτηγό χωρίς επαφή με κανονική ύλη, που θα τα εξαφάνιζε σε λάμψη ενέργειας.
Μια σύντομη διαδρομή με φορτηγό: σημαντικό βήμα για τη σωματιδιακή φυσική.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Επιστήμονες έβγαλαν για πρώτη φορά την αντιύλη, μερικά από τα σπανιότερα σωματίδια του σύμπαντος, έξω από το εργαστήριο και στον δρόμο, σε ένα προσεκτικά ελεγχόμενο πείραμα με φορτηγό που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο μελετάται.
Στο Εργοστάσιο Αντιύλης του CERN, κοντά στη Γενεύη, οι ερευνητές μετέφεραν προσεκτικά περίπου 100 αντιπρωτόνια με φορτηγό μέσα σε ειδικά σχεδιασμένο δοχείο, σε ένα τετράωρο πείραμα που αποσκοπούσε στο να αποδείξει ότι μπορούν να μετακινηθούν με ασφάλεια.
Η αντιύλη είναι διαβόητα εύθραυστη. Αν τα αντιπρωτόνια έρθουν σε επαφή με τη συνηθισμένη ύλη, ακόμη και για κλάσμα του δευτερολέπτου, αλληλοεξουδετερώνονται, απελευθερώνοντας ενέργεια.
Για να αποτραπεί αυτό, τα αντιπρωτόνια έχουν εγκλειστεί σε ένα κουτί κυβικού σχήματος περίπου ενός μέτρου, γνωστό ως «μεταφερόμενη παγίδα αντιπρωτονίων». Η συσκευή χρησιμοποιεί ειδικούς μαγνήτες που ψύχονται στους -269 βαθμούς Κελσίου (-452 Φαρενάιτ) και επιτρέπει στα αντιπρωτόνια να αιωρούνται σε κενό, ώστε να μην αγγίζουν τα εσωτερικά τοιχώματα, τα οποία είναι φτιαγμένα από... ύλη.
Η μισάωρη διαδρομή δοκίμασε αν τα σωματίδια μπορούσαν να παραμείνουν εγκλωβισμένα έξω από το ελεγχόμενο περιβάλλον του εργαστηρίου.
Γιατί είναι σημαντικό να μπορούμε να μεταφέρουμε αντιύλη;
Γιατί λοιπόν τόση συζήτηση γύρω από την αντιύλη; Περιέχει απαντήσεις σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της επιστήμης: γιατί το σύμπαν υπάρχει με τη σημερινή του μορφή, λέει η καθηγήτρια σωματιδιακής φυσικής Τάρα Σίαρς από το Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ, η οποία δεν συμμετέχει στο εγχείρημα.
«Η αντιύλη είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια που έχουμε στην επιστήμη. Είναι εξαρχής πολύ σπάνια, επομένως δεν έχουμε μπορέσει να τη μελετήσουμε ιδιαίτερα.
«Αλλά κρατά τα κλειδιά για να κατανοήσουμε, κυριολεκτικά, γιατί το σύμπαν είναι όπως είναι, γιατί για εμάς το βασικό ζήτημα είναι ότι όταν το σύμπαν ξεκίνησε την ύπαρξή του, το μισό ήταν φτιαγμένο από αντιύλη», σημειώνει η Σίαρς.
Το πείραμα αποτελεί πρώτο βήμα προς τη μεταφορά αντιπρωτονίων σε εξειδικευμένα εργαστήρια αλλού στην Ευρώπη, όπως το Πανεπιστήμιο Χάινριχ Χάινε στο Ντίσελντορφ, που απέχει περίπου οκτώ ώρες με κανονικές συνθήκες οδήγησης, για ακριβείς μετρήσεις. Όμως αυτό δεν είναι καθόλου εύκολη υπόθεση.
«Τη στιγμή που αυτά τα πρωτόνια αντιύλης έρχονται σε επαφή με κανονική ύλη, αλληλοεξουδετερώνονται. Απλώς εξαφανίζονται σε μια λάμψη φωτός», λέει ο καθηγητής Άλαν Μπαρ από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.
Ο ίδιος εξηγεί ότι η βασική πρόκληση σε αυτό το πείραμα είναι να αποτραπεί αυτό το ενδεχόμενο.
«Η τεχνολογία παγιδεύει τα πρωτόνια αντιύλης σε ένα υπερψυχρό κενό, όπου αιωρούνται χάρη σε ισχυρά ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Κυριολεκτικά τα εμποδίζει να αγγίξουν τα τοιχώματα του δοχείου. Αυτή η μεταφορά αποτελεί απόδειξη της αρχής: δείχνει ότι στο μέλλον θα μπορούμε να κάνουμε τέτοιες μετακινήσεις σε τακτική βάση και να μελετούμε την αντιύλη σε βάθος», αναφέρει ο Μπαρ.
Προσθέτει ότι, όταν προσπαθείς να κάνεις τόσο δύσκολα πράγματα, «αναγκάζεσαι να επινοήσεις τεχνολογίες που στο τέλος χρησιμοποιούνται και αλλού. Δεν το κάνουμε γι’ αυτό, αλλά αυτό συμβαίνει ως παρενέργεια».
Ποιες ανακαλύψεις μπορεί να φέρει αυτή η εξέλιξη;
Η Σίαρς λέει ότι το CERN έχει αρχίσει ένα μακρύ ταξίδι προς νέες επιστημονικές ανακαλύψεις και ότι σήμερα δεν μπορούμε να φανταστούμε ποια οφέλη μπορεί να αποφέρει στο μέλλον για την ανθρωπότητα.
«Είμαι βέβαιη ότι θα έχει εφαρμογές και αλλού. Απλώς δεν μπορώ να σας πω ποιες είναι αυτή τη στιγμή, γιατί δεν το έχουμε σκεφτεί ακόμη. Αλλά θα το κάνουμε», λέει.
Το Πανεπιστήμιο Χάινριχ Χάινε θεωρείται καταλληλότερο μέρος για τη σε βάθος μελέτη των αντιπρωτονίων, επειδή το CERN, με όλες τις άλλες δραστηριότητές του, δημιουργεί πολλές μαγνητικές παρεμβολές που μπορούν να αλλοιώσουν τη μελέτη της αντιύλης.
Για να φτάσουν όμως εκεί, τα αντιπρωτόνια θα πρέπει να αποφύγουν να αγγίξουν οτιδήποτε στη διαδρομή.
Απομένει δουλειά: η παγίδα έχει σήμερα μέγιστη αυτονομία τεσσάρων ωρών, ενώ η διαδρομή έως το Ντίσελντορφ διαρκεί τα διπλάσια.